EP1163972A2 - Werkzeugmaschine mit einer ankuppelbaren Motorspindel - Google Patents

Werkzeugmaschine mit einer ankuppelbaren Motorspindel Download PDF

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EP1163972A2 EP01112548A EP01112548A EP1163972A2 EP 1163972 A2 EP1163972 A2 EP 1163972A2 EP 01112548 A EP01112548 A EP 01112548A EP 01112548 A EP01112548 A EP 01112548A EP 1163972 A2 EP1163972 A2 EP 1163972A2
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main spindle
coupling part
coupling
machine tool
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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/56—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/60—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/0009—Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts

Definitions

  • the invention relates to a machine tool with a Main spindle housing, a rotating main spindle with one tool holder, one in the tool holder the main spindle insertable motor spindle and one Media clutch, which is a first arranged on the motor spindle Coupling part and a second on the machine tool has arranged coupling part.
  • the invention has for its object in a machine tool of the type mentioned at the beginning Insert the motor spindle in the tool holder of the Simplify main spindle and the space requirement of the motor spindle in the work area of the machine tool and in the tool magazine to keep small.
  • the second coupling part in one on the main spindle housing attached straight guide movable and along the Straight guidance into a connecting the coupling parts Coupling position is movable and that of the Straight path formed in such an angle is inclined to the main spindle axis that it is from the Motor spindle viewed in the direction of the main spindle housing away from the main spindle axis.
  • the right size The angle of the trajectory is primarily through that structural conditions of the machine tool. in the in general, it should be advantageous if the angle in Range is 30 ° to 60 °, with the smaller angle sizes are to be preferred.
  • the design of the machine tool according to the invention enables an extremely compact design of the motor spindle the first coupling part arranged thereon, so that the Motor spindle takes up little space in the tool magazine needed and also the range of movement she claims during automatic transport from the tool magazine to Main spindle and back is small. Furthermore, the Introducing the second coupling part at an angle to Main spindle axis for immersing the motor spindle less space required in a workpiece, being due to the presence of the straight line restriction still given with increasing radial distance from the motor spindle decreases. Advantageous is also the reduced construction effort for the attachment of the first coupling part on the motor spindle.
  • the drawing shows a main spindle housing 1 and one Main spindle 2 of a machine tool.
  • the main spindle 2 is a trunnion 3 of a motor spindle 4 used and anchored there.
  • the motor spindle 4 has a frequency-controlled in a cylindrical housing 5 electric drive motor on which is a spindle 6 drives with a tool holder 7.
  • a spindle 6 drives with a tool holder 7.
  • the Support pin 3 adjacent end is on the housing 5
  • Coupling part 8 of a media coupling attached to the an inclined surface 9 an electrical contact element 10, cooling water connections 11, 12 and a compressed air connection 13 has.
  • the area 9 lies in a plane that the common central axis of the main spindle 2 and the motor spindle 4 cuts at an angle of 45 °.
  • a carrier 14 is fastened to the main spindle housing 1, which carries a guide body 15 on which a lifting cylinder 16 is attached.
  • On both sides of the lifting cylinder 16 and parallel to this are guide rods 17, which in Bores of the guide body 15 are guided and with this a straight guide for one at the bottom of the guide rods and on the piston rod of the lifting cylinder 16 attached coupling part 18 of the media coupling form.
  • the coupling part 18 has the counter connections for the coupling part 8 and connections 19, 20 for connection of cooling water lines, a connection 21 for a compressed air line and a connection, not shown, for a electrical cable.
  • the longitudinal axes of the lifting cylinder 16 and the guide rods 17 lie in a plane that is perpendicular is aligned with the surface 9 and the surface 9 in essentially in the middle and the common axis of Main spindle 2 and motor spindle 4 at an angle of 45 ° cuts.
  • the drawing shows an operating situation in which the Coupling part 18 completely retracted to its rest position is and the motor spindle 4 in place of a tool the main spindle 2 has been inserted to now next automatically to the supply lines necessary for their operation to be coupled.
  • the lifting cylinder 16 with pressure medium acted upon and thereby guided the coupling part 18 from the guide rods 17 and the piston rod of the lifting cylinder 16 moves down until it makes coupling contact is brought with the coupling part 8.
  • the coupling part 18 can be removed from the coupling part 8 released and returned to the rest position shown become.
  • the motor spindle 4 can then be removed from the main spindle separated and, if necessary, by another processing tool be replaced.

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Abstract

Bei einer Werkzeugmaschine mit einem Hauptspindelgehäuse (1), einer drehend antreibbaren Hauptspindel (2) mit einer Werkzeugaufnahme, einer in die Werkzeugaufnahme der Hauptspindel (2) einsetzbaren Motorspindel (4) und einer Medienkupplung, die ein erstes an der Motorspindel (4) angeordnetes Kupplungsteil (8) und ein zweites an der Werkzeugmaschine angeordnetes Kupplungsteil (18) aufweist, ist vorgesehen, daß das zweite Kupplungsteil (18) in einer an dem Hauptspindelgehäuse (1) angebrachten Geradführung (15, 17) bewegbar gelagert und entlang der Geradführung (15, 17) in eine die Kupplungsteile (8, 18) miteinander verbindende Kupplungsposition bewegbar ist und daß die von der Geradführung (15, 17) gebildete Bewegungsbahn derart in einem Winkel zur Hauptspindelachse geneigt ist, daß sie sich von der Motorspindel (4) aus gesehen in Richtung des Hauptspindelgehäuses (1) von der Hauptspindelachse entfernt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einem Hauptspindelgehäuse, einer drehend antreibbaren Hauptspindel mit einer Werkzeugaufnahme, einer in die Werkzeugaufnahme der Hauptspindel einsetzbaren Motorspindel und einer Medienkupplung, die ein erstes an der Motorspindel angeordnetes Kupplungsteil und ein zweites an der Werkzeugmaschine angeordnetes Kupplungsteil aufweist.
Bei einer aus der DE 296 23 469 U1 bekannten Werkzeugmaschine der angegebenen Art trägt die Motorspindel ein Basisteil mit einem Ausleger, an dessen freiem Ende ein Kupplungsteil zur Verbindung mit einem an entsprechender Stelle fest an der Fräsmaschine installierten Gegenstück ausgebildet ist. Durch die Kupplung werden die Antriebsenergie, Kühlwasser für den Antrieb und Druckluft in die Motorspindel eingeführt. Diese bekannte Ausgestaltung hat den Nachteil, daß der ausladende Ausleger den Einsatzbereich der Motorspindel vor allem hinsichtlich der Bearbeitung tieferer Hohlräume einschränkt, einen automatischen Werkzeugwechsel behindert und den Platzbedarf im Werkzeugmagazin der Werkzeugmaschine erhöht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art das automatische Einsetzen der Motorspindel in die Werkzeugaufnahme der Hauptspindel zu vereinfachen und den Platzbedarf der Motorspindel im Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine und im Werkzeugmagazin klein zu halten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zweite Kupplungsteil in einer an dem Hauptspindelgehäuse angebrachten Geradführung bewegbar gelagert und entlang der Geradführung in eine die Kupplungsteile miteinander verbindende Kupplungsposition bewegbar ist und daß die von der Geradführung gebildete Bewegungsbahn derart in einem Winkel zur Hauptspindelachse geneigt ist, daß sie sich von der Motorspindel aus gesehen in Richtung des Hauptspindelgehäuses von der Hauptspindelachse entfernt. Die geeignete Größe des Winkels der Bewegungsbahn ist in erster Linie durch die baulichen Gegebenheiten der Werkzeugmaschine bestimmt. Im allgemeinen dürfte es vorteilhaft sein, wenn der Winkel im Bereich von 30° bis 60° liegt, wobei die kleineren Winkelgrößen zu bevorzugen sind.
Die erfindungsgemäße Gestaltung der Werkzeugmaschine ermöglicht eine äußerst kompakte Gestaltung der Motorspindel mit dem daran angeordneten ersten Kupplungsteil, so daß die Motorspindel nur einen geringen Platzbedarf im Werkzeugmagazin benötigt und auch der von ihr beanspruchte Bewegungsraum beim automatischen Transport vom Werkzeugmagazin zur Hauptspindel und zurück klein ist. Weiterhin wird durch die Heranführung des zweiten Kupplungsteils in einem Winkel zur Achse der Hauptspindel der für das Eintauchen der Motorspindel in ein Werkstück benötigte Raum weniger eingeschränkt, wobei die durch das Vorhandensein der Geradführung noch immer gegebene Einschränkung mit wachsendem radialen Abstand von der Motorspindel abnimmt. Von Vorteil ist auch der verringerte Bauaufwand für die Anbringung des ersten Kupplungsteils an der Motorspindel.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
Die Zeichnung zeigt ein Hauptspindelgehäuse 1 und eine Hauptspindel 2 einer Werkzeugmaschine. In die Werkzeugaufnahme der Hauptspindel 2 ist ein Tragzapfen 3 einer Motorspindel 4 eingesetzt und dort verankert. Die Motorspindel 4 weist in einem zylindrischen Gehäuse 5 einen frequenzgesteuerten elektrischen Antriebsmotor auf, der eine Spindel 6 mit einer Werkzeugaufnahme 7 antreibt. An seinem dem Tragzapfen 3 benachbarten Ende ist an dem Gehäuse 5 ein Kupplungsteil 8 einer Medienkupplung angebracht, das auf einer geneigten Fläche 9 ein elektrisches Kontaktelement 10, Kühlwasseranschlüsse 11, 12 und einen Druckluftanschluß 13 aufweist. Die Fläche 9 liegt in einer Ebene, die die gemeinsame Mittelachse der Hauptspindel 2 und der Motorspindel 4 in einem Winkel von 45° schneidet.
An dem Hauptspindelgehäuse 1 ist ein Träger 14 befestigt, der einen Führungskörper 15 trägt, an welchem ein Hubzylinder 16 befestigt ist. Beiderseits des Hubzylinders 16 und parallel zu diesem befinden sich Führungsstangen 17, die in Bohrungen des Führungskörpers 15 verschiebbar geführt sind und mit diesem eine Geradführung für ein am unteren Ende der Führungsstangen und an der Kolbenstange des Hubzylinders 16 angebrachtes Kupplungsteil 18 der Medienkupplung bilden. Das Kupplungsteil 18 weist die Gegenanschlüsse für das Kupplungsteil 8 sowie Anschlüsse 19, 20 zum Anschluß von Kühlwasserleitungen, einen Anschluß 21 für eine Druckluftleitung und einen nicht dargestellten Anschluß für ein elektrisches Kabel auf. Die Längsachsen des Hubzylinders 16 und der Führungsstangen 17 liegen in einer Ebene, die senkrecht zur Fläche 9 ausgerichtet ist und die die Fläche 9 im wesentlichen in der Mitte und die gemeinsame Achse von Hauptspindel 2 und Motorspindel 4 in einem Winkel von 45° schneidet.
Die Zeichnung zeigt eine Betriebssituation, in der das Kupplungsteil 18 vollständig in seine Ruhelage zurückgefahren ist und die Motorspindel 4 anstelle eines Werkzeugs in die Hauptspindel 2 eingesetzt worden ist, um nun als nächstes automatisch an die zu ihrem Betrieb notwendigen Versorgungsleitungen angekuppelt zu werden. Zur Durchführung des Kupplungsvorgangs wird der Hubzylinder 16 mit Druckmittel beaufschlagt und dadurch das Kupplungsteil 18 geführt von den Führungsstangen 17 und der Kolbenstange des Hubzylinders 16 nach unten bewegt, bis es in Kupplungskontakt mit dem Kupplungsteil 8 gebracht ist. Durch entgegengesetzte Beaufschlagung des Hubzylinders 16 mit Druckmittel kann das Kupplungsteil 18 wieder von dem Kupplungsteil 8 gelöst und in die dargestellte Ruheposition zurückgefahren werden. Anschließend kann die Motorspindel 4 von der Hauptspindel getrennt und gegebenenfalls durch ein anderes Bearbeitungswerkzeug ersetzt werden.

Claims (3)

  1. Werkzeugmaschine mit einem Hauptspindelgehäuse, einer drehend antreibbaren Hauptspindel mit einer Werkzeugaufnahme, einer in die Werkzeugaufnahme der Hauptspindel einsetzbaren Motorspindel und einer Medienkupplung, die ein erstes an der Motorspindel angeordnetes Kupplungsteil und ein zweites an der Werkzeugmaschine angeordnetes Kupplungsteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kupplungsteil (18) in einer an dem Hauptspindelgehäuse (1) angebrachten Geradführung (15, 17) bewegbar gelagert und entlang der Geradführung (15, 17) in eine die Kupplungsteile (8, 18) miteinander verbindende Kupplungsposition bewegbar ist und daß die von der Geradführung (15, 17) gebildete Bewegungsbahn derart in einem Winkel zur Hauptspindelachse geneigt ist, daß sie sich von der Motorspindel (4) aus gesehen in Richtung des Hauptspindelgehäuses (1) von der Hauptspindelachse entfernt.
  2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsbahn der Geradführung (15, 17) in einem Winkel von 30° bis 60° zur Hauptspindelachse geneigt ist.
  3. In eine Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2 einsetzbare Motorspindel mit einem Gehäuse (5), einem in die Hauptspindel (2) der Werkzeugmaschine einsetzbaren Tragzapfen (3), einem elektrischen Antriebsmotor und einer von diesem angetriebenen Spindel (6) mit einer Werkzeugaufnahme (7), dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) an seinem dem Tragzapfen (3) benachbar-ten Ende ein erstes Kupplungsteil (8) einer zweiteiligen Medienkupplung aufweist, wobei das erste Kupplungsteil (8) derart geneigt zur Spindelachse angeordnet ist, daß das zweite Kupplungsteil (18) der Medienkupplung durch eine in einem Winkel zur Spindelachse geneigte, geradlinige Kupplungsbewegung mit dem ersten Kupplungsteil (8) diesem verbindbar ist.
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